三道沟煤矿综采工作面端头悬顶治理方法研究

针对三道沟煤矿85207工作面回采过程中可能存在工作面端头悬顶垮落致灾问题,采用数值模拟与理论分析相结合的方法,对工作面悬顶机理及其治理方法进行了研究。结果表明:工作面回采后,在工作面端头部位形成三角形悬顶区域,理论计算得到顶板极限垮落距为30.6m,一旦悬顶超过极限垮落距,将发生顶板垮落致灾风险;通过对工作面悬顶治理方法进行优选,确定出工作面端头基本顶与直接顶提前断顶为最优治理方法。在此基础上,提出工作面端头提前爆破与浅孔水压致裂相结合的工作面端头悬顶综合治理方案,并给出了工作面端头悬顶辅助治理措施,有效解决了工作面端头悬顶问题,保证了工作面的安全高效回采。     

综采工作面坚硬顶板初放及端头悬顶水力致裂控制试验

为解决综采工作面坚硬顶板悬顶难垮问题,山西高平科兴米山煤业在15112工作面切眼及顺槽超前支护段进行了水力致裂顶板试验,通过该试验,较好地解决了工作面坚硬顶板初放及端头悬顶问题。     

游仙山煤矿工作面端头悬顶水力压裂技术及应用

针对游仙山煤矿顶板较坚硬,工作面端头悬顶难以垮落的问题,提出采用水力压裂技术对坚硬悬顶进行预裂切顶,保证工作面上下隅角及时垮落。研究表明：该技术通过对工作面端头坚硬顶板进行定向分段水力压裂,使悬顶岩层内裂隙发育程度增加,在工作面采动应力的作用下能够及时垮落。井下试验及矿压分析结果表明,采用该水力压裂技术后,工作面端头悬顶面积均保持在5 m²以下;另外,工作面端头的矿压显现也明显缓和,端头支架的工作阻力最大降低了26.6%,周期来压步距平均降低了28.4%,取得了良好的应用效果。     

水力预裂在顶板控制与瓦斯治理方面的融合应用

双柳煤矿煤层开采后上隅角大面积悬顶,且随工作面推进短期内不能及时垮落,造成采空区瓦斯积聚,在23(4)11回采工作面运巷端头顶板处施工水力预裂超前切顶孔,实现顶板及时跨落,并对预裂钻孔进行二次利用,通过封孔接入工作面高负压系统进行上隅角瓦斯抽采,瓦斯浓度平均下降0.16％,治理效果明显,实现了瓦斯与顶板共治.     

综放工作面回风隅角悬顶水力压裂治理技术

为了解决小峪矿综放工作面回风隅角顶板难垮落,易形成瓦斯积聚的问题,采用水力压裂技术,在5206回风顺槽施工压裂钻孔,对巷道顶板进行预裂处理后,工作面回风隅角顶板能够分层分次逐渐垮落,回风隅角悬顶面积显著减小,悬顶面积最大为4.5 m~2,解决了因悬顶面积大导致瓦斯积聚超限的难题。     

急倾斜煤层坚硬顶板水力致裂控制技术

针对急倾斜煤层综采工作面上隅角采空区大面积悬顶垮落易造成瓦斯超限的问题,研究提出采用水力致裂控制和提前退锚技术,确定了水力致裂钻孔的孔径、深度、倾角、孔间距、封孔长度等关键参数,实现快速有效处理不同状态下的采空区悬顶情况,实现坚硬顶板水力致裂施工与工作面回采工艺的合理衔接,确保了工作面安全正常推进。     

水力致裂技术在处理坚硬顶板中的试验研究

坚硬顶板工作面若顶板不能及时垮落,会在采空区上方形成大面积悬顶,对人员、巷道和设备会形成严重的威胁。以15306坚硬顶板工作面为试验对象,通过合理确定水力致裂弱化顶板方案和注水工艺,实施了水力致裂弱化顶板试验。试验结果显示,有效弱化了15306工作面顶板,其有效致裂半径达12 m ,对于消除大面积悬顶,保证工作面安全回采具有重要的意义。     

工作面水力致裂切顶卸压技术浅析

姚桥煤矿7008综放工作面顶板粗砂岩极难冒落,为防止回采期间顶板长时间悬顶,煤壁薄弱环节突然垮落造成冲击地压事故,提出了超前对7008工作面两道顶板实施水力致裂切顶技术。论述了该工作面两道顶板施工水力致裂切顶顺序及2种方案,以及施工水力致裂切顶顺序及方案所采用的一系列关键技术,为类似综放工作面顶板管理提供了经验。     

综放工作面端头悬顶水力压裂治理技术研究

为解决王家岭煤矿综放工作面端头悬顶难垮问题,依据顶板岩层力学性质和赋存特征,采用数值模拟手段研究综放工作面矿压显现规律,揭示综放工作面端头悬顶机理并提出相应的治理技术。研究结果表明:水力压裂可定向压裂顶板岩层,从而削弱顶板的强度及完整度,使采空区顶板分层分次垮落,缩短初次来压和周期来压步距,端头悬顶面积小于10 m~2,减小甚至消除了坚硬难垮顶板给工作面安全回采带来的威胁。     

坚硬顶板巷道水力压裂切顶卸压一体化控制技术

鉴于工作面坚硬顶板导致端头悬顶面积大影响回采安全以及邻近工作面巷道矿压显现的问题,马兰矿进行了高效水力压裂切顶卸压技术的研究,分析了坚硬顶板水力压裂切顶卸压控制思路、工艺原理及钻孔布置方式对压裂效果的影响,提出了采用"低位致裂+高位弱化"水力压裂卸压技术,实现坚硬顶板的高效预裂,有效解决了坚硬顶板工作面端头悬顶及邻近工作面巷道强采动应力引起的巷道片帮、底鼓问题。     

坚硬顶板弱化处理防止瓦斯骤然涌出

为了使古书院矿15#煤综采工作面坚硬顶板能随工作面推进而及时垮落,减轻坚硬顶板垮落时对工作面的冲击和矿压显现,防止坚硬顶板突然垮落时工作面瓦斯骤然剧增所导致的瓦斯问题,采用了超前深孔预裂爆破的方式对15#煤综采工作面坚硬顶板进行弱化处理。通过对坚硬顶板的弱化处理,减少了初次来压和周期来压的步距,使采空区积聚的瓦斯均衡涌出,从而有效控制了大面积悬顶时顶板瞬间垮落所造成的工作面采空区瓦斯骤然涌出,保证了综采工作面的安全生产。     

二氧化碳炮处理综采工作面巷道三角区悬顶

综采工作面在回采过程中,运输巷和回风巷三角区顶板由于工作面巷道煤柱支撑易产生悬顶,威胁工作面安全生产。通过利用二氧化碳炮在综采工作面巷道三角区悬顶处进行预裂爆破试验,有效解决工作面巷道三角区悬顶问题,消除了顶板突然垮落产生飓风和压出有害气体的隐患。     

工作面初采放顶关键岩层分段水力压裂控制方法

坚硬悬顶会造成采掘空间的冲击地压、煤与瓦斯突出或巷道大变形等强地压现象。水力压裂技术可在坚硬悬顶形成水压裂缝,促使悬顶断裂来解决这些难题。淮北矿业股份有限公司孙疃煤矿1019工作面主采10煤层,矿井为高瓦斯矿井,当基本顶初次来压时,大面积顶板断裂,容易将采空区瓦斯突然挤出,造成工作面瓦斯超限,带来一定的风险。而高效水力压裂顶板技术,可在顶板岩层中预先产生大量的水压裂缝,降低砂岩层的完整性,从而减小工作面的初次垮落步距,保证工作面安全生产。     

坚硬顶板工作面初次放顶水力致裂控制技术

为了使坚硬顶板能够及时垮落,采用定向水力致裂技术,得出定向水力致裂的水压裂缝扩展半径为10 m以上,最大扩展达到30 m,可成功致裂坚硬老顶;采用定向水力致裂技术后,工作面推进40 m位置,工作面垮落面积达到70%;工作面推进至45 m位置,工作面完全垮落。水力致裂前后工作面初次垮落步距由原先的68 m减小至45 m,有效改善了坚硬顶板的初次垮落,效果良好。     

厚煤层综放工作面端头大面积悬顶控制技术研究

基于综放工作面回采过程中回风巷和运输巷三角区容易产生大面积悬顶,难以垮落,存在重大隐患的情况,利用高压水致裂煤岩体理论,对综放工作面端头采取高压注水致裂顶煤进行理论分析。针对杨村矿厚煤层综放工作面端头大面积悬顶问题,工作面端头采取高压注水、拆除锚杆及锚索紧固件和支架降低初撑力的方法,有效解决了端头大面积悬顶问题,提高了煤炭回收率,取得了较好的安全、经济效果。     

综采工作面端头顶板大面积悬顶致灾机理与控制方法

通过现场实践和理论分析揭示了综采工作面端头大面积悬顶致灾机理。提出了端头顶板矿山压力监测与预报;提高端头支架支护质量;端头大面积悬顶和退锚技术风险预控管理3条安全技术措施。经过在现场对综采工作面端头顶板的监测和预报,端头直接顶和老顶破断呈弧三角悬顶结构,顶板大面积垮落形成高压飓风,端头支架工作阻力较小,提出了提高端头支架支护质量的方法,对综采工作面端头大面积悬顶和退锚技术的主要危险源进行了辨识。     

厚硬砂岩顶板水压致裂技术的应用

干河矿2-126综采工作面顶板为厚硬砂岩顶板,工作面来压步距长、矿压显现强烈,支架前方煤壁发生片帮垮落,威胁工作面生产安全.为解决坚硬顶板悬顶问题,提出水压致裂技术对顶板进行弱化.现场应用效果表明:采取水压致裂措施后顶板卸压效果明显,能够控制顶板及时垮落,工作面来压平稳,支架工作承受载荷在可控范围内,保障了工作面的正常生产.     

定向水力压裂技术在晋城矿区坚硬顶板中的应用

针对晋城矿区15#煤顶板致密坚硬、强度高,不能随工作面回采及时垮落的问题,以15#煤坚硬K2石灰岩顶板为研究对象,运用定向水力压裂技术致裂顶板,通过理论分析、数值模拟与现场实践,结果表明:水力压裂裂纹扩展方向趋向于垂直最小主应力方向;定向水力压裂后,工作面顶板初次垮落步距与周期来压步距有所减小,且来压强度低,与爆破法相比,有明显改善;工作面巷道两帮移近量与顶底板移近量控制在安全使用范围之内,与爆破法相比,变形量有较大幅度减小;工作面上隅角顶板悬顶面积大大减小,解决了瓦斯积聚带来的安全隐患。     

综采工作面初采顶板预裂爆破参数的优化

在以往综采工作面初采过程中,随着工作面推进,经常出现直接顶和基本顶一次大面积垮落的情况,垮落过程中将采空区内瓦斯大量挤出,容易造成瓦斯超限,矿压比较大,工作面生产存在安全隐患。结合煤层围岩赋存情况,对综采工作面初采前顶板预裂爆破参数进行了优化,使工作面初采期间直接顶、基本顶均匀且多次少量有控制垮落,缩短垮落步距,减少顶板垮落的冲击,保证了大采高综采工作面初采期间安全生产。     

孤岛工作面水力压裂初次放顶技术研究

针对高瓦斯矿井坚硬顶板条件下工作面初采面临的悬顶面积大、难以垮落及易积聚瓦斯等问题,以杜儿坪煤矿68307工作面为工程背景,提出了采用水力压裂卸压技术方案,对顶板进行人为预裂卸压管理。现场实践表明,水力压裂卸压可以改变顶板岩层结构,降低顶板岩层的极限荷载;相较于相邻68306工作面采取强制放顶措施后的初采垮落步距,采用水力压裂卸压可使顶板初次垮落步距缩短12 m,实现了初采期间的安全生产,取得了预期效果。